اكتشاف ثلاث بروتينات حاسمة في الإخصاب بواسطة الذكاء الاصطناعي
تاريخ النشر: 19th, October 2024 GMT
شمسان بوست / متابعات:
حدد فريق من الباحثين في النمسا ثلاثة بروتينات تعمل كمفتاح حاسم للسماح للحيوانات المنوية بالاندماج مع البويضة.
واستخدم الباحثون أداة الذكاء الاصطناعي AlphaFold من Google DeepMind التي حصل مطوروها على جائزة نوبل في الكيمياء في وقت سابق من هذا الشهر، للكشف عن كيفية تفاعل بروتينات الحيوانات المنوية على المستوى الجزيئي، ما ألقى الضوء على جانب أساسي من جوانب الإخصاب المشتركة بين الفقاريات.
ويبدأ الإخصاب عندما تنتقل الحيوانات المنوية إلى البويضة، مسترشدة بإشارات كيميائية. وبمجرد وصولها إلى البويضة، ترتبط الحيوانات المنوية بسطح البويضة، ما يؤدي إلى اندماج مادتها الوراثية لتشكيل الزيجوت (البويضة الملقحة أو المخصبة). ومع ذلك، ظلت الآليات الجزيئية الدقيقة التي تسمح بهذا التفاعل الحاسم بعيدة المنال.
واستخدم مختبر أندريا باولي في معهد أبحاث علم الأمراض الجزيئي (IMP) في فيينا، جنبا إلى جنب مع المتعاونين الدوليين، AlphaFold Multimer للتنبؤ بالتفاعلات البروتينية التي توجه اندماج الحيوانات المنوية والبويضة.
وركز الفريق على بروتينات غشاء الحيوانات المنوية، باستخدام AlphaFold للتنبؤ بالبروتينات التي قد ترتبط معا. وكشف تحليلهم أن بروتينين معروفين سابقا، Izumo1 و Spaca6، يتفاعلان مع بروتين ثالث تم اكتشافه حديثا، Tmem81.
وقال أندرياس بلاها، المؤلف المشارك للدراسة: :لقد فوجئنا باكتشاف بروتين جديد لم يتم وصفه من قبل. وقد ثبت أن هذا المركب الثلاثي الجديد، المكون من Izumo1 و Spaca6 و Tmem81، يلعب دورا حاسما في الإخصاب. وعندما تم تعطيل هذا المركب، أصبح ذكور سمك الزرد والفئران عقيمين”.
وأظهر الباحثون أن مركب بروتين الحيوانات المنوية هذا يتفاعل مع بروتين سطح البويضة في سمك الزرد، المعروف باسم Bouncer، والذي يعمل بمثابة “قفل”، ما يسمح للحيوانات المنوية بالاندماج مع البويضة. ودور Bouncer في سمك الزرد مماثل لوظيفة Juno في الثدييات، على الرغم من أن هذه البروتينات غير مرتبطة تطورا.
ويشير هذا الاكتشاف إلى أنه في حين ظلت بروتينات الحيوانات المنوية محفوظة عبر الأنواع، فإن بروتينات البويضات تطورت بشكل مستقل لتسهيل الإخصاب في الفقاريات المختلفة.
وأشار أندريا باولي، المؤلف الرئيسي للدراسة: “إن حقيقة أنها ظلت محفوظة على مدى ملايين السنين من التطور تُظهر مدى أهمية عملية القفل والمفتاح هذه”.
وأثبت الباحثون صحة تنبؤاتهم التي تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي من خلال التجارب على الكائنات الحية، مؤكدين أن هذا المركب البروتيني موجود ليس فقط في سمك الزرد، ولكن أيضا في الفئران والبشر. وهذا يشير إلى أن نفس مركب بروتين الحيوانات المنوية يمكن أن يكون سمة شاملة لإخصاب الفقاريات.
ويفتح هذا الاكتشاف آفاقا جديدة لاستكشاف علاجات الخصوبة والصحة الإنجابية، حيث أن البروتينات المعنية ضرورية لعملية الاندماج.
ويتوق الباحثون إلى استكشاف كيفية تطور بروتينات البويضات المتنوعة لدى الأنواع الحية المختلفة للتفاعل مع آلية الحيوانات المنوية المحفوظة.
نشرت الدراسة في مجلة Cell.
المصدر: شمسان بوست
كلمات دلالية: الحیوانات المنویة
إقرأ أيضاً:
إيران.. إطلاق منصة وطنية لـ«الذكاء الاصطناعي»
بجهود 100 باحث إيراني، كسفت طهران، اليوم السبت، “عن النسخة الأولية لمنصة “الذكاء الاصطناعي” الوطنية (الإصدار 3.0)”.
وأفادت وكالة مهر للأنباء، “أنه أُقيمت مراسم إطلاق منصة “الذكاء الاصطناعي الوطنية مفتوحة المصدر” في مركز المؤتمرات الدولية “رايزن”.
وأعرب الدكتور هرمزي نجاد، مدير الشؤون البحثية في الجامعة ومدير مشروع المنصة، “عن شكره لفريق تطوير هذه المنصة الذي يضم حوالي 100 شخص من الطلاب والباحثين بعد الدكتوراه والمطورين الذين انضموا إلينا من الجامعة”.
وأشار هرمزي نجاد، “إلى أهمية هذا المشروع، مقدماً شكره الخاص لـ 15 من أعضاء هيئة التدريس الذين شاركوا بشكل مباشر في هذا المشروع، كما أعرب عن تقديره للدكتور أفشين، نائب رئيس الجمهورية للشؤون العلمية، الذي كان له دور بارز في دعم هذا المجال”.
وأكد هرمزي نجاد، الذي يدير الشؤون البحثية في الجامعة منذ ثماني سنوات، أن “التركيز على مجال استراتيجي مثل الذكاء الاصطناعي لم يكن بهذا المستوى من قبل في البلاد”.
وأعرب عن تفاؤله “بأن جميع الباحثين والأكاديميين والشركات المعنية في هذا المجال سيستفيدون بشكل كبير من هذه المنصة قريباً”.
هذا “وتُعد هذه المنصة مشروعا تقنيا وطنيا تم تطويره باستخدام خبرات الأساتذة المحليين، وتهدف إلى توفير بنية تحتية متكاملة لتحليل البيانات وتطوير تطبيقات الذكاء الاصطناعي، وفق الخطط الاستراتيجية للبلاد”.
ووفقا لوكالة الأنباء الإيرانية “إيرنا”، أكد حسين أسدي، مدير مركز المعالجة السريعة، أن “المنصة تعتمد على تقنيات مفتوحة المصدر مع تحسينات محلية، كما تم تطوير وحداتها الإلكترونية بالكامل داخل البلاد لضمان الأمان والاستقلالية”.
وأوضح أسدي، “أنه لم يتم استخدام أي واجهات برمجية خارجية (APIs)، ما يضمن استمرارية عمل المنصة حتى في حال انقطاع الإنترنت بالبلاد بالكامل”.
وأشار أسدي، “إلى أن المنصة تتميز بسرعة التطوير وانخفاض التكلفة وقابليتها للتوسع، مع توقعات بإكمال الإصدار النهائي، بحلول سبتمبر2025”.
خبير إسرائيلي: الشرع مستعد للتعاون مع إسرائيل بشرط واحد